CN110434861A - 一种粉状物料储库清理用机械臂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种粉状物料储库清理用机械臂装置，其包括固定座，固定座顶部中央设有与之垂直的中心柱，中心柱顶端固定有吊钩，固定座顶面设置有若干个沿中心柱的圆周方向间隔均匀分布的伸缩支撑臂，伸缩支撑臂外端部固接有支撑座，伸缩支撑臂与中心柱之间安装有第一气缸，固定座底部安装有旋转机构，第一旋转臂两端分别与旋转机构、第二旋转臂铰接，第二旋转臂另一端内插装有伸缩臂一端，伸缩臂另一端固接有末端执行机构；旋转机构与第一旋转臂之间铰接有第二气缸，第一旋转臂与第二旋转臂之间铰接有第三气缸，第二旋转臂与末端执行机构之间固接有第四气缸。本发明功能完备，操作方便，环境适应性强，能够提高储库的清理速度，改善工人的工作环境。

Description

一种粉状物料储库清理用机械臂装置

技术领域

本发明涉及粉料库清理技术领域，尤其是涉及一种粉状物料储库清理用机械臂装置。

背景技术

粉状物料储库中，物料存放时间长，物料吸收空气中的水分受潮。储库使用一段时间后会出现物料粘在储库壁上，形成库壁挂料，这些附着物随着时间的增长越来越厚，影响储库的有效库存，滞留物料有时还会自行脱落成为大小不一的块状物或片状物混在粉状物中，轻者堵死下料器，重者在储库内漏斗上结拱起蓬，把物料架空无法泄出，造成断料停产，因此需要定期进行清理。

目前，粉状物体储库结块清除作业一般会使用刷子、铁锤、高压水和压缩空气等。但是由于结块种类繁多也有清除不掉的时候，特别是水泥结块非常硬，用刷子等根本清除不掉。另外由于水泥的特性不能使用高压水，用压缩空气吹的方式清除率也很低，因此现状还是采用人工入库直接敲打清除的方式。但是，人员进入储库内进行清除结块作业不但劳动量大，费时费力，效率低，作业环境恶劣，还非常危险，容易造成安全事故。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种功能完备、操作方便、环境适应性强的粉状物料储库清理用机械臂装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种粉状物料储库清理用机械臂装置，其包括固定座，固定座顶部中央设有与之垂直的中心柱，中心柱顶端固定有吊钩，固定座顶面设置有若干个伸缩支撑臂，若干个伸缩支撑臂沿中心柱的圆周方向间隔均匀分布，所述伸缩支撑臂由大臂和小臂组成，小臂一端插入到大臂内与大臂滑动连接，小臂另一端固定连接有支撑座；所述伸缩支撑臂的大臂与中心柱之间安装有第一气缸，第一气缸的缸体端部铰接在中心柱上，第一气缸的活塞杆端部铰接在伸缩支撑臂的大臂上；所述固定座底部安装有旋转机构，第一旋转臂一端铰接在旋转机构上，另一端与第二旋转臂一端铰接，第二旋转臂另一端内插装有伸缩臂一端，伸缩臂另一端固定连接有末端执行机构；第二气缸的缸体端部与旋转机构底部设置的支撑座铰接，第二气缸的活塞杆端部铰接在第一旋转臂上，第三气缸的缸体端部铰接在第一旋转臂上，第三气缸的活塞杆端部铰接在第二旋转臂上，第四气缸的缸体端部固定连接在第二旋转臂上，第四气缸的活塞杆端部固定连接在末端执行机构上，第四气缸与伸缩臂平行布置。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其粉状物料储库顶部设置有卷扬机构、顶部滑轮组，卷扬机构的钢丝绳绕过顶部滑轮组与中心柱顶端的吊钩连接。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其伸缩支撑臂的大臂内设置有气缸，气缸的活塞杆端部与小臂连接，通过气缸驱动小臂做伸缩运动。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其支撑座为平板状，底面与伸缩支撑臂的小臂端部固定连接，顶面设有若干个阵列式排布的柱钉。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其若干个伸缩支撑臂上的第一气缸沿中心柱的圆周方向间隔均匀分布。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其旋转机构包括旋转座、旋转电机，旋转电机安装在固定座内，旋转电机的输出轴垂直延伸出固定座底面且端部固定安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮的中心孔中固定安装有从动轴，从动轴下部固定连接旋转座。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其末端执行机构为旋转刀头或气镐。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其旋转刀头包括与伸缩臂端部相连接的连接板，连接板两侧面对称固定设置的圆柱状刀体，刀体外表面沿刀体轴向设置有若干排刀头组，每排刀头组由沿刀体圆周方向间隔均匀分布的第一刀头组成，第一刀头呈柱状且前端部为倾斜状的圆锥形结构，若干个第一刀头前端部的倾斜方向朝向一致。

所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其旋转刀头包括与伸缩臂端部相连接的连接板，连接板一端固定设置有U形安装板，U形安装板的底板与连接板连接，两侧板之间固定安装有圆柱状刀体，刀体外表面沿刀体轴向设置有若干排刀头组，每排刀头组由沿刀体圆周方向间隔均匀分布的第二刀头组成，第二刀头呈平板状且前端部为锥形结构。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该粉状物料储库清理用机械臂装置，其结构设计合理新颖，便于操作，易于安装，操作、使用方便，免维护，伸缩支撑臂采用折叠伸缩结构，能够从储库顶部的下料孔进入，不需要库顶开孔，有利于维护储库结构的稳定，对减员增效、减轻工人的劳动强度具有重要意义，不需要工人进库工作，能够解决人员的安全问题，降低粉状物料储库的清理成本，提高储库的清理速度，改善工人的工作环境，具有良好的推广应用价值以及市场前景。

附图说明

图1是本发明粉状物料储库清理用机械臂装置的结构示意图；

图2是图1中的Ⅰ部放大结构示意图；

图3是图1中的Ⅱ部放大结构示意图；

图4是图1中的Ⅲ部放大结构示意图；

图5是本发明粉状物料储库清理用机械臂装置折叠状态的结构示意图；

图6是本发明粉状物料储库清理用机械臂装置工作状态之一的结构示意图；

图7是图6中的Ⅳ部放大结构示意图；

图8是本发明粉状物料储库清理用机械臂装置工作状态之二的结构示意图；

图9是图1中的末端执行机构实施例之一的结构示意图；

图10是图1中的末端执行机构实施例之二的结构示意图；

图11是图1中的末端执行机构实施例之三的结构示意图；

图中：1－固定座；2－小臂；3－大臂；4－吊钩；5－中心柱；6－第一气缸的缸体；7－第一气缸的活塞杆；8－固定座；9－旋转机构；10－第一旋转臂；11－支撑座；12－第二气缸的缸体；13－第二气缸的活塞杆；14－第二旋转臂；15－第三气缸的缸体；16－第三气缸的活塞杆；17－伸缩臂；18－第四气缸的缸体；19－第四气缸的活塞杆； 20－末端执行机构；21－卷扬机构；22－顶部滑轮组；23－钢丝绳； 24－储库内壁；25－储库内壁积料；26－储库底部积料； 27－气镐；1.1－柱钉；20.1－第一刀头；20.2－刀体；20.3－连接板；20.4－底板；20.5－侧板；20.6－第二刀头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1～11所示，该粉状物料储库清理用机械臂装置，其包括固定座8，固定座顶部中央设有与之垂直的中心柱5，中心柱顶端固定有吊钩4，固定座顶面设置有若干个伸缩支撑臂，若干个伸缩支撑臂沿中心柱的圆周方向均匀分布，所述伸缩支撑臂由大臂3和小臂2组成，小臂一端插入到大臂内与大臂滑动连接，小臂另一端固定连接有支撑座1；所述伸缩支撑臂的大臂3与中心柱5之间安装有第一气缸，第一气缸的缸体6端部铰接在中心柱上，第一气缸的活塞杆7端部铰接在伸缩支撑臂的大臂3上，若干个伸缩支撑臂上的第一气缸沿中心柱的圆周方向均匀分布；所述固定座8底部安装有旋转机构9，第一旋转臂10一端铰接在旋转机构上，另一端与第二旋转臂14一端铰接，第二旋转臂另一端内插装有伸缩臂17一端，伸缩臂另一端固定连接有末端执行机构20；第二气缸的缸体12端部与旋转机构9底部设置的支撑座11铰接，第二气缸的活塞杆13端部铰接在第一旋转臂10上，第三气缸的缸体15端部铰接在第一旋转臂10上，第三气缸的活塞杆16端部铰接在第二旋转臂14上，第四气缸的缸体18端部固定连接在第二旋转臂14上，第四气缸的活塞杆19端部固定连接在末端执行机构20上，第四气缸与伸缩臂平行布置。

参照图6、图7，上述的粉状物料储库顶部设置有卷扬机构21、顶部滑轮组22，卷扬机构的钢丝绳23绕过顶部滑轮组与中心柱5顶端的吊钩4连接；粉状物料储库顶部设置有控制系统，控制系统包括气动控制装置、以及与之相连接的电气控制装置，控制系统与第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、旋转机构9的动力源电连接。

上述的伸缩支撑臂的大臂3内设置有气缸，气缸的活塞杆端部与小臂2连接，通过气缸驱动小臂做伸缩运动。

参照图3，上述的支撑座1为平板状，底面与伸缩支撑臂的小臂2端部固定连接，顶面设有若干个阵列式排布的柱钉1.1。

上述的旋转机构9包括旋转座、旋转电机，旋转电机安装在固定座8内，旋转电机的输出轴垂直延伸出固定座底面且端部固定安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮的中心孔中固定安装有从动轴，从动轴下部固定连接旋转座。

上述的末端执行机构20为旋转刀头、或如图11所示的气镐27；气镐的气源为独立气源，不与机械臂装置共用气源。

上述的旋转刀头一种结构，如图9所示，其包括与伸缩臂端部相连接的连接板20.3，连接板两侧面对称固定设置的圆柱状刀体20.2，刀体外表面沿刀体轴向设置有若干排刀头组，每排刀头组由沿刀体圆周方向间隔均匀分布的第一刀头20.1组成，第一刀头呈柱状且前端部为倾斜状的圆锥形结构，前端面为平面，若干个第一刀头前端部的倾斜方向朝向一致。

上述的旋转刀头另一种结构，如图10所示，其旋转刀头包括与伸缩臂端部相连接的连接板20.3，连接板一端固定设置有U形安装板，U形安装板的底板20.4与连接板连接，两侧板20.5之间固定安装有圆柱状刀体20.2，刀体外表面沿刀体轴向设置有若干排刀头组，每排刀头组由沿刀体圆周方向间隔均匀分布的第二刀头20.6组成，第二刀头呈平板状且前端部为锥形结构，前端面为平面。

如图5所示，本发明粉状物料储库清理用机械臂装置，其若干个伸缩支撑臂折叠后，捆绑直径小于Φ600mm，能够从储库顶部600x600mm下料孔下入储库内，或者从储库侧部700x800mm人孔门进入，卷扬机构21通过顶部滑轮组22用钢丝绳吊着机械臂装置并将其拉到储库中心。

本发明粉状物料储库清理用机械臂装置的工作过程为：机械臂装置进入储库后，利用控制系统控制若干个第一气缸运行，使第一气缸的活塞杆7伸出将伸缩支撑臂打开，旋转角度从90°至0°，待伸缩支撑臂旋转到0°位置，通过伸缩支撑臂的大臂3内置的气缸运行使小臂2伸缩，直至支撑座1顶住储库内壁24，支撑座顶面设有的若干个阵列式排布的柱钉1.1能够增强与储库内壁紧贴的牢固性；伸缩支撑臂固定之后，在旋转电机的驱动作用下经由齿轮啮合传动使旋转机构能够360°旋转，旋转机构旋转至固定位置，在第二气缸运行下使第一旋转臂10旋转至工作位置，旋转角度为-90°~0°；在第三气缸运行下使第二旋转臂14围绕第一旋转臂10旋转角度为-180°~0°，其中-180°位置为机械臂装置的折叠位置；第一旋转臂旋转至工作位置，第二旋转臂工作角度为-90°~0°；在第四气缸的运行下使伸缩臂17以第二旋转臂14为基准进行伸缩，来寻找工作位置；待位于工作位置后，利用末端执行机构从上到下清理一定宽度的清理储库内壁积料25，随着旋转机构9的旋转，末端执行机构能够清理储库四周的储库内壁积料；清理完毕储库内壁积料后，控制支撑机械臂收缩，钢丝绳23通过卷扬机构21和滑轮组22下放一定的行程，重复上述清理工作；待整个机械臂装置移动到靠近库底，末端执行机构还能够清理储库底部积料26。

本发明粉状物料储库清理用机械臂装置中，采用控制系统控制各个气缸运行，实现机械臂各部件的运行，也可以采用多个液压缸分别替代上述的各个气缸，利用相应的液压控制装置对各个液压缸的运行进行控制，实现机械臂装置的运行工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其包括固定座，固定座顶部中央设有与之垂直的中心柱，中心柱顶端固定有吊钩，固定座顶面设置有若干个伸缩支撑臂，若干个伸缩支撑臂沿中心柱的圆周方向间隔均匀分布，所述伸缩支撑臂由大臂和小臂组成，小臂一端插入到大臂内与大臂滑动连接，小臂另一端固定连接有支撑座；所述伸缩支撑臂的大臂与中心柱之间安装有第一气缸，第一气缸的缸体端部铰接在中心柱上，第一气缸的活塞杆端部铰接在伸缩支撑臂的大臂上；所述固定座底部安装有旋转机构，第一旋转臂一端铰接在旋转机构上，另一端与第二旋转臂一端铰接，第二旋转臂另一端内插装有伸缩臂一端，伸缩臂另一端固定连接有末端执行机构；第二气缸的缸体端部与旋转机构底部设置的支撑座铰接，第二气缸的活塞杆端部铰接在第一旋转臂上，第三气缸的缸体端部铰接在第一旋转臂上，第三气缸的活塞杆端部铰接在第二旋转臂上，第四气缸的缸体端部固定连接在第二旋转臂上，第四气缸的活塞杆端部固定连接在末端执行机构上，第四气缸与伸缩臂平行布置。

2.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其粉状物料储库顶部设置有卷扬机构、顶部滑轮组，卷扬机构的钢丝绳绕过顶部滑轮组与中心柱顶端的吊钩连接。

3.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其伸缩支撑臂的大臂内设置有气缸，气缸的活塞杆端部与小臂连接，通过气缸驱动小臂做伸缩运动。

4.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其支撑座为平板状，底面与伸缩支撑臂的小臂端部固定连接，顶面设有若干个阵列式排布的柱钉。

5.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其若干个伸缩支撑臂上的第一气缸沿中心柱的圆周方向间隔均匀分布。

6.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其旋转机构包括旋转座、旋转电机，旋转电机安装在固定座内，旋转电机的输出轴垂直延伸出固定座底面且端部固定安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮的中心孔中固定安装有从动轴，从动轴下部固定连接旋转座。

7.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其末端执行机构为旋转刀头。

8.根据权利要求7所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其旋转刀头包括与伸缩臂端部相连接的连接板，连接板两侧面对称固定设置的圆柱状刀体，刀体外表面沿刀体轴向设置有若干排刀头组，每排刀头组由沿刀体圆周方向间隔均匀分布的第一刀头组成，第一刀头呈柱状且前端部为倾斜状的圆锥形结构，前端面为平面，若干个第一刀头前端部的倾斜方向朝向一致。

9.根据权利要求7所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其旋转刀头包括与伸缩臂端部相连接的连接板，连接板一端固定设置有U形安装板，U形安装板的底板与连接板连接，两侧板之间固定安装有圆柱状刀体，刀体外表面沿刀体轴向设置有若干排刀头组，每排刀头组由沿刀体圆周方向间隔均匀分布的第二刀头组成，第二刀头呈平板状且前端部为锥形结构，前端面为平面。

10.根据权利要求1所述的粉状物料储库清理用机械臂装置，其特征是：其末端执行机构为气镐，气镐的气源为独立气源。